健康な消化器系は、環境中の潜在的な病原体に対する物理的および免疫学的バリアを提供し、動物の栄養要件を満たすために食物から栄養素を抽出および吸収するために重要です. 近年、健康なマイクロバイオームが消化器系の健康に重要な役割を果たし、全体的な健康と幸福の維持に貢献していることがますます明らかになっています. 「腸内微生物叢」という用語は、特に腸管に生息する何兆もの微生物を指します。 一部の微生物はペットの健康に有害ですが、多くは信じられないほど有益であり、健康な体に必要です. 微生物には、ペットに直接的な利益をもたらす栄養素のロックを解除して合成する能力があります。 年齢、食事、環境、抗生物質など、多くの要因がマイクロバイオームの個体数に影響を与える可能性があります。 それでも、最高の腸の健康をサポートするために、健康な腸内細菌の成長を促進するのに役立つ成分が食事に追加されることがよくあります. プレバイオティクス、プロバイオティクス、ポストバイオティクスは、健康な腸内微生物叢と消化器の健康を維持するのに役立つ成分のほんの一部です.

プレバイオティクスは、限られた数の常在結腸細菌の成長と活動を刺激する非消化性オリゴ糖と定義されており (Gibson and Roberfroid, 1995)、消化器の健康などの要因に有益な影響を与える可能性があります。 プレバイオティクスの XNUMX つの例は、マンナンオリゴ糖 (MOS) とフルクトオリゴ糖 (FOS) です。 FOS、オリゴフルクトース、イヌリンはすべて、サトウダイコン、タマネギ、ニンニク、アスパラガス、バナナ、アーティチョーク、チコリなどの植物に自然に存在するオリゴ糖であり、健康な腸内細菌の維持に役立ちます.

マンナン オリゴ糖 (MOS) と β-グルカンは、酵母の細胞壁から分離されたプレバイオティクスであり、まとめてマンナンと呼ばれます。 MOS はタンパク質に結合して、細胞の外面に局在するマンノプロテイン層を形成します。 MOSは小腸で消化酵素に消化されず、構造のまま大腸に到達します。 乳酸桿菌と一部のビフィズス菌は、MOS と FOS を代謝して短鎖脂肪酸 (SCFA) を形成します。これは、腸細胞の好ましい燃料源であり、腸管の健康をサポートする上で重要な役割を果たします。 MOS は、フラクトオリゴ糖 (FOS) よりも腸内細菌による発酵性が低くなります。 ただし、それらは消化器系の健康に有益な効果をもたらします。これについては、この記事の後半でさらに詳しく検討します.

プロバイオティクスは、体内の「善玉」バクテリア (正常な微生物叢) の数を維持または増加させることを目的とした生きた微生物です。 ほとんどのプロバイオティクスは、高温、湿気、圧力、pH の極端な変化を好まないため、ペットフードに組み込むのは困難です。 ペットフードに使用するプロバイオティクスについて評価される最も一般的な微生物種は、Enterococcus faecium と Lactobacillus acidophilus (どちらも乳酸菌) です。 細菌は発酵を利用して乳酸と酢酸を生成し、腸内の pH を下げ、潜在的に有害な特定の細菌の増殖を抑制します。 プロバイオティクスは、効果的かつ安全であり、医薬品の使用を減らす可能性があるため、多くの状態の治療と予防に魅力的なアプローチを提供します.

ポストバイオティクスは、友好的な腸内細菌 (プロバイオティクス) がプレバイオティクス基質を消化/代謝/発酵するときに作られる生物活性化合物および有益な代謝産物です。 商業的には、ポストバイオティクスは、特定の微生物 (酵母など) と基質を使用した正確な発酵プロセスによって製造されます。 International Scientific Association of Probiotics and Prebiotics (ISAPP) によると、ポストバイオティクスは「宿主に健康上の利益をもたらす無生物微生物および/またはそれらの成分の調製物」です。 ポストバイオティクスには、無傷の無生物微生物細胞および/またはフラグメントが含まれている場合があり、代謝産物/最終産物を含む場合と含まない場合があります。 ポストバイオティクスは、生きた微生物を投与するリスクと課題を回避しながら、プロバイオティクスの有益な治療効果を模倣することを目的としています。 ポストバイオティクスに対する消費者の関心は、91 年から 2018 年にかけて 2019% 急増しました (Kerry, 2020)。 認知度と注目度が高まるにつれて、ペットフードやトリート市場でポストバイオティクスの主張がますます見られるようになるでしょう。

FOS は、ビフィズス菌や乳酸菌などの友好的な腸内細菌の増殖を促進しますが、さまざまな研究で一貫性のない結果が観察されています。 1% (w/w) オリゴフルクトースを含むドライフードの給餌は、健康な犬の糞便細菌プロファイルに有意な影響を与え、ビフィズス菌の数だけでなく、潜在的な病原菌であるレンサ球菌やクロストリジウム菌の数も増加しました (Beynen et al., 2002)。 スワンソン等。 (2002a) は、それぞれ 2 匹の犬で実施された 20 つの研究の結果を報告しました。 最初の研究では、FOSの補給は、評価された糞便微生物群のいずれにも有意な変化をもたらしませんでした. 対照的に、XNUMX番目の研究では、ビフィズス菌の有意な増加と乳酸菌の有意でない増加が見られました. 研究間の唯一の違いは、最初の研究の犬がXNUMX番目の研究の犬よりもわずかに年上で体重がわずかに大きかったことだけであるため、これらの違いの理由は不明です.

犬を対象とした別の研究では、食事による FOS 補給による糞便中のビフィズス菌数の変化は、食事のタンパク質含有量の影響を受け、「低」タンパク質食を与えられた犬ではビフィズス菌の減少が見られ、低タンパク質食を与えられた犬ではビフィズス菌の増加が見られました。 「高」タンパク質食 (Pinna et al., 2018)。 食事のタンパク質含有量に関係なく、FOS の補給により、いくつかのミネラル (Ca、Mg、Na、Zn、および Fe; Pinna et al., 2018) の見かけの総消化管消化率が増加しました。 同様に、ベイネン等。 (2002) は、オリゴフルクトースを補給した食事を与えられた犬のマグネシウムとカルシウムの吸収が大幅に増加したことを報告しました. ミネラル吸収増加の考えられる作用機序は、回腸pHの低下（すなわち、酸性化の増加）がミネラルの溶解度を上昇させ、小腸による吸収をより有効にすることです。

食物中の FOS は小腸で消化できず、構造的に変化せずに大腸に到達し、そこで腸内細菌叢によって代謝されて短鎖脂肪酸を形成します。 消化管でこのプロセスによって生成される短鎖脂肪酸は、小腸内の粘膜の成長と上皮細胞の増殖を刺激します (Thompson et al., 1996)。 健康な結腸粘膜を維持することは、栄養素が適切に吸収され、健康な腸のバリア機能が維持されるようにするために重要です. 多くの研究で、食事による FOS/オリゴフルクトースの補給によって、犬の糞便中の短鎖脂肪酸 (酢酸、プロピオン酸、酪酸) レベルが上昇することが示されています (Swanson et al., 2002b; Propst et al., 2003)。猫の糞便酪酸の増加 (Barry et al., 2010)。

バリーと同僚が実施した研究 (2010) は、FOS とペクチンの両方が猫の腸の健康を促進する効果的な繊維源であることを示唆しています。 さらに、フルクタンはペクチンよりも有益な微生物集団を生成するように見えたため、FOS はペクチンと比較して利点が増加しました。 この研究はまた、猫の食事の4％で発酵性繊維を補給すると、糞便タンパク質異化産物と微生物濃度を修正することに成功したと結論付けました.

Grieshop とその同僚 (2004) がチコリとマンナンオリゴ糖に対する老犬の胃腸と免疫学的反応について行った研究は、MOS とチコリが糞便中の微生物集団と免疫系の特定の指標を変化させることを示唆しています。 1匹の老犬に、チコリ1%、MOS1%、チコリ1%、MOS4%のサプリメントを無作為に割り当て、4週間のベースライン期間とその後XNUMX週間の治療期間を与えた. 食品摂取量の増加は、MOS または MOS とチコリの栄養補助食品で認められました。これは、発酵性繊維の増加と食事のエネルギー含有量の減少によるものでした。 チコリの補給は脂肪の消化率を高めることが見られ、チコリまたは MOS は糞便中のビフィズス菌濃度を増加させましたが、MOS は糞便中の大腸菌濃度を減少させました。

栄養素の消化率、後腸の健康指標、および血漿代謝プロファイルに対する MOS の栄養補給の効果を評価するために Kore と同僚 (2012) によって設計された研究では、食事の乾物量の 1% での MOS の補給が飼料摂取量、繊維の消化率、および後腸の健康のマーカー. この研究では、完全なクロスオーバー デザインで 1 匹の成犬を使用しました。 それに応じて、犬には自家製の食事のみ、または MOS (XNUMX% レベル) を追加した食事を与えました。 各期間の終わりに行われた消化試験では、MOS を補給すると乾燥飼料やその他の栄養素の摂取量が増加することが明らかになりました。 繊維の消化率は MOS を補給したグループで改善されましたが、他の栄養素の消化率は影響を受けませんでした。 MOS 補給による総 SCFA の糞便中濃度の上昇も認められ、MOS の添加は糞便中の大腸菌群を減少させる傾向があり、対照食と比較して乳酸菌数が増加しました。

要約すると、ペットフードに「バイオ」成分が含まれることがますます一般的になりつつあります。 それらを含めることを取り巻く大きなマーケティングの機会があることは明らかであり、それはそれらの使用の利点を反映した科学的研究によって裏付けられています.

Barry, KA, Wojcicki, BJ, Middlebos, IS, Vester, BM, Swanson, KS, Fahey, GC Jr. (2010) 食用セルロース、フラクトオリゴ糖、およびペクチンは成猫の糞便タンパク質カタボライトと微生物集団を変更します。 J Anim Sci 88、2978-2987。 https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/20495116/

Beynen, AC, Baas, JC, Hoekemeijer, PE, Kappert, HJ, Bakker, MH, Koopman, JP, Lemmens, AG (2002) 補足的なオリゴフルクトースを与えられた健康な犬における糞便細菌プロファイル、窒素排泄およびミネラル吸収。 Ｊ．Ａｎｉｍ． 生理。 を。 アニメ。 ナット。 86 (2002), 298–305.

Gibson, GR, Roberfroid, MB (1995) 人間の結腸微生物叢の食事調節: プレバイオティクスの概念の紹介。 J Nutr 125、1401-1412。

Grieshop, C., Flickinger, E., Bruce, K., Patil, AR, Czarnecki-Maulden, GL, Fahey, GC Jr.(2004) 高齢犬のチコリおよびマンナンオリゴ糖に対する胃腸および免疫反応。 Arch Anim Nutr 58:483-494.

Howard, MD, Gordon, DT, Garleb, KA & Kerley, MS (1995) 食事中のフラクトオリゴ糖、キシロオリゴ糖、アラビアゴムは、マウスとラットの盲腸と結腸の微生物叢と上皮細胞の増殖にさまざまな影響を与えます。 Ｊ．Ｎｕｔｒ． 125: 2604–2609.

Jenkins, DJA, Kendall, CWC, Vuksan, V. (1999) イヌリン、オリゴフルクトースおよび腸機能。 JNutr 129、1431S-1433S。

Kerry (2020) ペットに対する消化器系の健康への需要が高まっています。 製品の準備はできていますか? https://www.kerry.com/products/animal-applications/pet-food-nutrition/pet-digestive-health-ingredients utm_source=petfoodindustry&utm_medium=topic_page&utm_campaign=functional_nutrition&utm_content=digestive_health

Kore, KB, Pattanaik, AK, Das, A., Sharma, K. (2012) 犬のプレバイオティクス機能性食品としてのマンナノオリゴ糖の評価: 栄養素の消化率、後腸の健康、および血漿代謝プロファイルへの影響。 Ind J Anim Sci 82 (1): 81-86.

Pinna, C., Giuditta Vecchiato, C., Bolduan, C., Grandi, M., Stefanelli, C., Windisch, W., Zaghini, G., Biagi, G., (2018) 食事性タンパク質とフラクトオリゴ糖の影響糞便発酵最終産物、糞便細菌集団、および犬の見かけの全消化管消化率について。 BMC獣医研究。 14、106-115。

Propst, EL, Flickinger, EA, Bauer, LL, Merchen, NR, Fahey, GCJr., (2003) オリゴフルクトースとイヌリンが栄養消化率、便の質、および健康な成人の糞便タンパク質カタボライトに及ぼす影響を評価する用量反応実験犬。 動物科学科。 81:3057–3066。

Swanson, KS, Grieshop, CM, Flickinger, EA, Bauer, LL, Healy, HP., Dawson, KA, Merchen, NR, Fahey, GC Jr. (2002a) 補足的なフルクトオリゴ糖とマンナノオリゴ糖は、免疫機能、回腸および総消化管の消化率に影響を与える、微生物集団、および犬の大腸におけるタンパク質カタボライトの濃度。 J Nutr 132、980-989。

Swanson、KS、Grieshop、CM、Flickinger、EA、Bauer、LL、Chow、J.、Wolf、BW、Garleb KA、Fahey、GCJr. (2002a) フラクトオリゴ糖とラクトバチルス・アシドピルスは、健康な成犬の腸内微生物集団、総栄養素消化率、および糞便タンパク質カタボライト濃度を変更します。 J Nutr 132、3721-3731。

Swanson, KS, Grieshop, CM, Flickinger, EA, Healy, HP., Dawson, KA, Merchen, NR, Fahey, GC Jr. (2002b) 成人の免疫機能および回腸および糞便微生物集団に対する補足的なフルクトオリゴ糖とマンノオリゴ糖の効果犬。 Arch Anim Nutr 56, 309-318.

Thompson, JS, Quigley, EM, Palmer, JM, West, WW, Adrian, TE (1996) Luminal Short-Chain Fatty Acids and Postresection Intestinal Adaptation. JPEN 20、338-343。